水下相干源的高分辨方位估計(jì)技術(shù).pdf

1、高分辨方位估計(jì)是陣列信號(hào)處理的重要內(nèi)容之一，隨著微電子集成及數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，其在聲納、雷達(dá)等許多領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。高分辨算法最初都是基于不相關(guān)窄帶信號(hào)而言的，而在水下信號(hào)處理中，由于多徑、色散、以及海底和海面的影響，我們經(jīng)常會(huì)碰到相干源的情形，如何把高分辨算法用到相干信號(hào)中去，是水下信號(hào)處理面臨的一個(gè)難點(diǎn)。本文從工程實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，系統(tǒng)研究了窄帶相干源和寬帶相干源高分辨方位估計(jì)的理論和方法，概括起來，本文的主要研究工作如下：

2、 1、論述了DOA估計(jì)經(jīng)典和高分辨方法的理論，對(duì)基于特征分解的高分辨算法MUSIC、Mini-Norm、ESPRIT進(jìn)行了分析，給出了算法的實(shí)現(xiàn)步驟，分析并比較了算法的估計(jì)性能，對(duì)它們的分辨概率和估計(jì)精度進(jìn)行了仿真，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)算法的實(shí)用性做出了評(píng)價(jià)。 2、研究了窄帶相干源高分辨算法的理論和方法，系統(tǒng)的研究了目前常用的解相干技術(shù)，即空間平滑技術(shù)、矢量重構(gòu)技術(shù)、修正MUSIC算法、Toeplitz化近似法等，通過仿真，分析

3、了這些算法的性能，并從估計(jì)精度、分辨概率、信噪比門限、穩(wěn)健性等方面對(duì)這些算法進(jìn)行了全面比較。研究結(jié)果表明：高信噪比下空間平滑技術(shù)性能較好且較穩(wěn)健，低信噪比下Toeplitz化近似法、修正MUSIC算法性能較好。 3、深入研究了基于空間平滑技術(shù)的改進(jìn)算法，系統(tǒng)的論述了相干源波束域及傳播算子算法，相對(duì)于陣元域而言，波束域大大地降低了算法的運(yùn)算量，且具有很好的穩(wěn)健性，將傳播算子的理論用于相干源中，算法的運(yùn)算量可得到較大降低。同時(shí)研究了

4、低信噪比下空間平滑的改進(jìn)算法，研究結(jié)果表明矩陣分解法、利用子陣互相關(guān)法、加權(quán)空間平滑法的估計(jì)性能較空間平滑法有很大提高。此外把修正MUSIC法和空間平滑技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了子空間維數(shù)欠估計(jì)情況下相干源的方位估計(jì)。水池實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：空間平滑技術(shù)、Toeplitz化近似法、波束域算法對(duì)陣列誤差具有較大的寬容性，是穩(wěn)健的算法，具有很好的應(yīng)用前景。 4、論述了寬帶相干源高分辨算法的理論和方法，對(duì)典型寬帶算法CSM法進(jìn)行了系統(tǒng)的論述，分